本發(fā)明屬于智能高分子材料技術領域，特別涉及一種利用4,4′-聯(lián)苯二酚擴鏈制備形狀記憶聚氨酯的方法。

背景技術：

形狀記憶材料在生物醫(yī)用領域，結構件領域，紡織領域具有重要的應用價值，是近年來學術界和工業(yè)界的研究熱點和重點。尤其是形狀記憶高分子（Shape Memory Polymer，簡稱SMP）材料具有易加工、易成型、質輕等優(yōu)點，具有十分巨大的潛在應用價值，從80年代開始，世界各國的研究人員加大了對SMP的投入和研究，使得SMP的研究得到了快速的發(fā)展，成為當前一種重要的功能材料。

作為最早開始被用于研發(fā)SMP的材料之一，形狀記憶聚氨酯（Shape Memory Polyurethane，簡稱SMPU）自80年代由日本三菱重工工業(yè)開發(fā)成功后得到了廣泛的關注。聚氨酯是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或者聚酯多元醇及小分子多元醇、多元胺等作為擴鏈劑等原料制備的一種聚合物。該聚合物中，異氰酸酯基和擴鏈劑的鏈剛性表現(xiàn)為硬段，硬段間的氫鍵以及其他鏈纏繞作用能在SMP中起到物理交聯(lián)的作用，而聚酯或者聚醚二元醇是軟段，則可以起到分子開關的作用。所以，軟硬段的結構設計和比例調節(jié)是制備高性能SMPU的關鍵所在。

聚己內酯（polycaprolactone，簡稱PCL）是由ε-己內酯開環(huán)聚合得到的半結晶聚酯高分子，常用于SMPU的制備。由于PCL具有端基可反應性，可以通過選擇不同的引發(fā)劑制備得到星狀、枝狀等不同結構的PCL，從而制得不同結構的SMPU，這使得PCL在SMP材料研究中占有重要一席。但PCL的機械性能較差，限制了SMP的應用。

4,4′-聯(lián)苯二酚（4,4’-Biphenol，簡稱BP）由于其耐熱性能極佳，是合成高聚物的重要中間體原料，例如用作聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚砜及環(huán)氧樹脂的改性單體，用以制造優(yōu)良的工程塑料和復合材料。

本發(fā)明通過分子設計，利用BP進行擴鏈，結合PCL通過交聯(lián)改性機制制備出綜合性能良好的SMPU。本思路目前未見文獻報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用4,4′-聯(lián)苯二酚擴鏈制備形狀記憶聚氨酯的方法。

具體步驟為：

(1)將2.0g重均分子量為1000的聚己內酯二元醇放入圓底燒瓶中，在氮氣氛下加熱至80℃并磁力攪拌直至融化，然后加入20ml N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和0.1 ml二月桂酸二丁基錫（DBTDL），將混合物加熱至105℃保溫15min除水，再降溫至80℃，加入0.67ml六亞甲基二異氰酸酯（HDI），于80℃下反應3~5h，制得含有端異氰酸酯聚氨酯預聚體的混合液。

(2)將0.38g 4,4′-聯(lián)苯二酚加入到步驟(1)制得的含有端異氰酸酯聚氨酯預聚體的混合液中，在氮氣氛中于80℃下攪拌反應12h，然后一起倒入50~80℃下預熱過的模具中，在70~90℃下加熱固化6~8h，即制得利用4,4′-聯(lián)苯二酚擴鏈的形狀記憶聚氨酯。

本發(fā)明方法操作簡單，且所制得的形狀記憶聚氨酯材料具有優(yōu)異的力學、熱學和形狀記憶性能。其主要性能指標如下：斷裂伸長率達到近600%；拉伸強度達到35MPa左右；3%的熱失重溫度≥275℃；二次循環(huán)形狀固定率為80%~100%；二次循環(huán)形狀回復率為90%~100%。

具體實施方式

實施例：

(1)將2.0g重均分子量為1000的聚己內酯二元醇放入圓底燒瓶中，在氮氣氛下加熱至80℃并磁力攪拌直至融化，然后加入20ml N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和0.1 ml二月桂酸二丁基錫（DBTDL），將混合物加熱至105℃保溫15min除水，再降溫至80℃，加入0.67ml六亞甲基二異氰酸酯（HDI），于80℃下反應4h，制得含有端異氰酸酯聚氨酯預聚體的混合液。

(2)將0.38g 4,4′-聯(lián)苯二酚加入到步驟(1)制得的含有端異氰酸酯聚氨酯預聚體的混合液中，在氮氣氛中于80℃下攪拌反應12h，然后一起倒入60℃下預熱過的模具中，在80℃下加熱固化7h，即制得利用4,4′-聯(lián)苯二酚擴鏈的形狀記憶聚氨酯。

將本實施例制得的形狀記憶聚氨酯進行測試，其斷裂伸長率為599.5%，拉伸強度為34.67MPa；二次循環(huán)形狀固定率為83.24%，二次循環(huán)形狀回復率為93.78%；3%熱失重溫度為277℃，最大分解溫度為336℃，550℃的殘?zhí)悸蕿?.438%，綜合性能較為優(yōu)異。